酸化培訓(xùn)班-砂巖酸化設(shè)計(jì).ppt

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1、砂巖酸化設(shè)計(jì)與模擬技術(shù)1砂巖酸化設(shè)計(jì)主要內(nèi)容一、概述二、酸巖反應(yīng)模型三、砂巖酸化數(shù)學(xué)模擬(一)井筒溫度場(chǎng)模擬(二)地層溫度場(chǎng)模擬(三)酸濃度和礦物濃度分布模擬(四)酸化后地層孔隙度和滲透率計(jì)算(五)多層酸化時(shí)，各層分流量計(jì)算(六)多層酸化加入暫堵劑后，各層分流量計(jì)算(七)酸化效果預(yù)測(cè)(八)酸化解堵最優(yōu)目標(biāo)的確定及施工參數(shù)模擬四、砂巖儲(chǔ)層優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算與模擬程序邏輯五、實(shí)例計(jì)算六、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)七、施工質(zhì)量控制2一、砂巖酸化設(shè)計(jì)方法概述?經(jīng)驗(yàn)方法的局限性?Williams方法利用試驗(yàn)確定有效反應(yīng)系數(shù)求解酸濃度分布模型酸穿距離與酸濃度，注入速度、注酸量的關(guān)系局限性：

2、試驗(yàn)難度大，未考慮實(shí)際酸化過(guò)程的變溫度、變礦物濃度及徑向和垂向非均質(zhì)的影響，未進(jìn)行酸化效果預(yù)測(cè)。1、簡(jiǎn)單的酸化設(shè)計(jì)方法3?未考慮土酸中鹽酸的作用?未考慮注酸過(guò)程中從井口到地層的溫度變化，地層傷害帶濃度變化及多層影響?無(wú)效果預(yù)測(cè)方法42.酸化數(shù)學(xué)模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法優(yōu)化設(shè)計(jì):選擇最佳方案以達(dá)到最優(yōu)目標(biāo)的設(shè)計(jì)。主要工作：?優(yōu)選適合本油田、本地區(qū)的酸液及添加劑；?了解儲(chǔ)層特性及其傷害情況，明確處理任務(wù)；?進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬計(jì)算，全面考慮影響砂巖酸化的因素；?進(jìn)行完整的酸化設(shè)計(jì)，將先進(jìn)的數(shù)學(xué)模型和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)緊密結(jié)合起來(lái)；?優(yōu)選施工方案分析影響酸化效果的諸因素及提高酸化效果的工

3、藝途徑，確定最佳施工方案5優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容:(1)最優(yōu)目標(biāo)的確定(2)計(jì)算模型的建立和選擇(3)施工參數(shù)的優(yōu)選(4)方程的求解及編程6井筒溫度、地層溫度分布數(shù)據(jù)及曲線。地層礦物及酸濃度分布的數(shù)據(jù)及曲線。地層酸化后孔隙度、滲透率分布曲線。酸化增產(chǎn)效果預(yù)測(cè)。暫堵酸化加入暫堵劑后，各段的流量分布及注入各段的累計(jì)流量分布。酸化施工參數(shù)、包括地面設(shè)備選擇、施工泵壓、排量、使用的各級(jí)液體(洗井液、前置液、處理液、后置液、頂替液)配方，濃度、用量及施工時(shí)間監(jiān)測(cè)。優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠提供的信息:7二、砂巖酸化數(shù)學(xué)模擬?井筒溫度場(chǎng)模型?儲(chǔ)層溫度場(chǎng)模型?酸沿儲(chǔ)層徑向的濃度分布模型?儲(chǔ)

4、層孔隙度及滲透率分布模型?分段、暫堵酸化時(shí)暫堵分流量模型?增產(chǎn)效果預(yù)測(cè)模型及酸化解堵的最優(yōu)目標(biāo)?施工參數(shù)和規(guī)模的確定方法主要模型8(一)井筒溫度場(chǎng)模擬1.井筒溫度模擬的意義溫度酸巖反應(yīng)速度工作液粘度、流變性酸液的腐蝕性酸化有效作用范圍和酸化效果9穩(wěn)態(tài)解析模型非穩(wěn)態(tài)（或稱瞬態(tài)）換熱模型Moss，Lessem模型Ramay模型Suquier模型Eeickmier模型等2井筒溫度分析現(xiàn)狀103、解析計(jì)算方法基于穩(wěn)態(tài)衡線熱源假設(shè)的解析計(jì)算方法114、數(shù)值計(jì)算方法1)假設(shè)條件注液前，井筒內(nèi)充滿液體并與地層達(dá)到熱平衡；忽略井筒及地層內(nèi)沿井深方向的熱交換；所有傳熱參數(shù)不隨

5、溫度和時(shí)間變化，各向同性、均質(zhì)地層；地面排量及注液溫度不變；液體溫度與其接觸的管壁溫度相同；油套管和井徑尺寸不隨井深變化；溫度沿井深呈線性分布。符合關(guān)系12qinjq’T0,j-1/2T1,jT2,j-1/2T3,jT4,jT5,jr0r1r2r3r4r5T6,j2)單元體(網(wǎng)格系統(tǒng))的劃分從里到外依次劃分單元體為油管內(nèi)單元體、油管單元體、環(huán)空液體單元、套管體單元、水泥環(huán)單元體及若干油藏單元體132)單元體(網(wǎng)格系統(tǒng))的劃分徑向單元體劃分示意圖14地面r0r1r2r3r4r5r6rN-3rN-2rN-1rNZ1Z2ZjZj+1Zm-1Zm縱向上單元體劃分示意

6、圖153)模型的建立及求解據(jù)熱平衡方程式：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流入單元體的熱量＋單位時(shí)間流出單元體的熱量＋單位時(shí)間內(nèi)單元體內(nèi)熱量的變化＝0非穩(wěn)態(tài)模型16初始條件上面公式迭代求出tn+1時(shí)刻整個(gè)油管內(nèi)液體溫度分布以及井筒地層徑向溫度分布，從而求得任意時(shí)刻、任意深度處的井筒溫度分布。17(二)地層溫度場(chǎng)模擬1.地層溫度模擬的意義處理液由井筒進(jìn)入地層(裂縫)中流動(dòng)時(shí)以及處理液在地層中與巖石反應(yīng)時(shí)都要與地層發(fā)生顯著的熱交換，因而溫度變化很大。2.儲(chǔ)層溫度場(chǎng)模型(1)假設(shè)條件1)酸液在地層孔隙中流動(dòng)，壁面溫度與酸液溫度相同；2)所有傳熱參數(shù)不隨溫度和時(shí)間變化，地層各向同性、均質(zhì)

7、；3)不計(jì)縱向熱傳導(dǎo)；4)液體在孔隙介質(zhì)中作流動(dòng)反應(yīng)時(shí)質(zhì)量守恒。18(2)地層溫度場(chǎng)模型的建立徑向單元體劃分示意圖19微元體劃分示意圖20流入、流出及傳入、傳出該微元體的熱量，應(yīng)用熱平衡等式建立了儲(chǔ)層溫度分布的偏微分方程：邊界條件初始條件21酸液與儲(chǔ)層礦物的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，放出的熱量必然改變酸液的溫度徑向[ri,ri+1]的環(huán)形帶內(nèi)，酸濃度的變化為?CAi酸巖反應(yīng)放出的熱量[ri,ri+1]的環(huán)形帶內(nèi)放出的熱量被該單元體內(nèi)的巖石及孔隙中的酸液所吸收22任意tn時(shí)刻，rj處的地層溫度TTj可表示為：熱量平衡方程式23(3)儲(chǔ)層溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算模型的建立引入無(wú)因次

8、量24隱式差分構(gòu)造數(shù)值模型數(shù)值模型25(4)儲(chǔ)層溫度